砂轮的金刚石的粒度越来越小玻璃表面的粗糙度慢慢的变好。表1为pdf

  中玻网 2007年l2月 金刚石与磨料磨具工程 Dec．2o07 总第162期 第6期 Diamond＆Abrasives Engineering Seria1．162 No．6 文章编号：1006～852X(2007)06—0069—04 金刚石砂轮磨削直线斜边玻璃时要素的分析 贺献宝 (河南省生产力促进中心，郑州450008) 摘 要 金刚石砂轮磨削直线斜边玻璃时，第一个金刚石砂轮的作用是大切深磨削玻璃、奠定玻璃斜边的基础，其后的金 刚石砂轮既磨削玻璃又逐步产生更好的表面粗糙度。这也是第一个和第二个金刚石砂轮的粒度级差大于其它金刚石砂轮 的粒度级差的原因。金刚石砂轮磨削斜边玻璃的过程还会产生玻璃对玻璃的“滑擦”和“耕犁”作用。相同条件下，不同粒 度的金刚石的每个磨粒的平均磨削厚度不同，进而影响玻璃的表面粗糙度。每个金刚石磨粒的平均磨削厚度受诸多因素 影响．有很多变量。提高玻璃工件的移动速度和增加砂轮的进给量，能大大的提升每个金刚石磨粒的平均磨削厚度。 关键词 金刚石砂轮；磨削；磨边；玻璃；直线斜边；表面粗糙度 中图分类号 TQ164 文献标识码 A Analysis on the factors when seaming tapered glass edge with diamond wheel He Xianbao (Productivity Promotion Center of Henan Province，Zhengzhou 450008，China) Abstract When grinding tapered glass edge，the first diamond wheel seams the glass，while other wheels grlnding the glass and step by step make the glass surface roughness better．This is why the grit difference between the first and the second wheel is larger than that berween other diamond wheels．The”rubbing”and”ploughing”action should be generated between the glass and the glass powder during seaming and grinding．If the diamond grit size is different，the average grinding thickness of each diamond grit is different even though it is in the same working conditions．It affects the glass surface roughness．The average grinding thickness of each diamond grits has many different size for it is affected by a lot of factors．Increasing the moving— speed of the glass and the feed of the diamond wheel may increase the average grinding thickness of each diamond grit． Keywords diamond wheel；grinding；seaming；glass；tapered edge；surface roughness 石砂轮与玻璃之间的压力，迫使数个砂轮(正常的情况下 O 引言 为六个)上的不一样的规格的高硬度的金刚石磨粒，在砂轮 得益于国民经济的快速稳定发展和人民生活水平的 的非常快速地旋转下磨削低硬度的玻璃，把本来平整、透明透 逐步的提升，中国玻璃产量长期雄居世界第一，中国玻璃生 亮的玻璃表面，磨出一个有着缺陷、透亮不透明、斜面 产和加工技术在发展中国家居领头羊。植根于这样深 角度为3。～45。的玻璃表面。恢复玻璃表面的透明透 厚基础上的玻璃和镜子的直线斜边磨削，在建筑装修和 亮工作，由后续的精磨轮和抛光轮来完成。六个金刚 玻璃家具行业得到普遍应用。玻璃和镜子的直线斜边磨 石砂轮，除了第一个轮外，其余五个都担负既磨削玻璃 削生产的基本工艺的完成，不能离开金刚石砂轮。研究和分析 又使玻璃逐步产生更好的表面粗糙度的任务。这也是 金刚石砂轮磨削直线斜边玻璃时的各种要素，对玻璃深 第一个金刚石砂轮和第二个金刚石砂轮的粒度级差不 加工方面节约能源、提高效率有现实意义。 同于其它金刚石砂轮的粒度级差的原因。依次排列， 1 金刚石砂轮磨削直线斜边玻璃时的原理 砂轮的金刚石的粒度越来越小，玻璃表面的粗糙度越 来越好。表1为K9玻璃用不同粒度的磨料磨削后所 和过程 达到的粗糙度等级对应表。… 金刚石砂轮磨削直线斜边玻璃时，由于加在金刚 中玻网 70 金刚石与磨料磨具工程 总第162期 表1 K9玻璃的粗糙度等级对应表 2．2 砂轮本身 磨料粒度 280 W40 W28 W20 W14 金刚石砂轮本身的制造精度也影响磨削斜边玻璃时 K9粗糙度等级Ra(mm) 1．6 0．8 0．8 0．8 0 4 的端面跳动和径向跳动，进而影响玻璃的表面粗糙度。 现实情况中，有的厂家生产的金刚石砂轮在磨削 金刚石砂轮磨削玻璃的过程十分复杂。磨削过 斜边玻璃时，磨削层竞然从基体脱落成一个铜环而无 程分为三个阶段，依次为滑擦、耕犁和切削形成阶段。 法使用。制造精度无从谈起。 磨削过程的三阶段与磨削时的磨削厚度有关，既金刚 2．2．1 金刚石的抗住压力的强度 石磨粒的磨削厚度在临界磨削厚度h 以下时，磨粒 高强度金刚石确实能有效地提高金刚石砂轮的磨 只在玻璃表面滑擦和耕犁，不产生切削。 削斜边玻璃时的锋利度。当然，需选用把持力很好、与 金刚石砂轮磨削玻璃的过程还会产生下述结果。 玻璃能达到“同步磨损”的结合剂。在玻璃加工方面， (1)摩擦热产生。在玻璃被金刚石磨粒磨削的过 锋利度的体现在于磨削后玻璃所达到的表面粗糙度。 程中，会产生很大的摩擦热。假如没有冷却液，我们可 表面粗糙度数值越大，说明越锋利。英国的戴比尔斯 以很容易的看到所产生的火花。如果摩擦热温度过 技术服务中心的科研人员研究根据结果得出：同样进给速 高，会使玻璃破裂。 度0．5 m／min、粒度D64、浓度40％、砂轮速度22．4 (2)金刚石磨粒再生。由于金刚石磨粒与玻璃表 m／s、径向进给量0．2 mm，磨削19 mm厚平板玻璃时， 面强烈摩擦，除使玻璃表面被磨掉一层外，磨粒的棱角 SNDMB、MDA、MDAS所达到的表面粗糙度R。分别为 也被磨平而变钝，将降低磨粒对玻璃表面的刮削能力， 1．0、1．5、2．0 mm；天然金刚石SNDMB砂轮磨削玻璃 摩擦力也随之增大，磨粒受力也增大，导致磨粒破碎。 后的表面粗糙度数值最小，强度较高的人造金刚石 由此产生许多新刀刃，令金刚石磨粒“再生”。 MDAS表面粗糙度数值最大。_4 (3)玻璃对玻璃的“滑擦”和“耕犁”。由于磨削玻 2．2．2 金刚石的粒度 璃时，产生的玻璃碎削并不能完全即时排除出磨削的 金刚石粒度对磨削斜边玻璃时的影响是明显的。 空间，所以对玻璃母体有尖锐的滑动摩擦并产生裂纹 粗粒度金刚石的有效出刃高度比细粒度的要大，所产 和加剧原裂纹的扩大。 生的表面粗糙度数值也大。依次排列，六个砂轮的金 在金刚石砂轮磨削玻璃的过程中，金刚石磨粒是 刚石的粒度越来越小，从第二个砂轮开始，磨削后玻璃 不规则的分布在砂轮表面的。部分金刚石磨粒切削， 的表面粗糙度数值越来越小。金刚石砂轮的粒度配置 部分金刚石磨粒滑擦，部分金刚石磨粒耕犁。 如表2。 2 金刚石砂轮磨削直线 直线斜边机上金刚石砂轮的粒度配置 的分析 2．1 机器本身 目前，我国的深加工玻璃80％以上是由国产设备 生产的。国产玻璃直线斜边机设备价格低，性价比 好。但有些直线斜边机由于制造材料和制造工艺的原 不同粒度的金刚石砂轮，存在着不同的临界磨削 因，金刚石砂轮安装在磨盘上后，机器开动时，端面跳 厚度h 。当达到临界磨削厚度h～以下时，金刚石磨 动和径向跳动数值大，严重的影响了玻璃斜边磨削后 粒只在工件表面滑擦，不产生切削。 的表面上的质量。有的小厂生产的机器，在玻璃行走时，玻 每个磨粒的平均磨削厚度 璃有上下移动现象。工艺流程完后，玻璃发白、不透 h。 UItj (1／，J±1／，J ) ( ) 明，成为不合格产品。直线斜边机的刚度、砂轮磨头的 平衡性和牢固性等因素及各种随机因素都即时影响金 公式(1)中： 刚石砂轮磨削玻璃时的表面上的质量。金刚石砂轮的端面 m：砂轮圆周上每mm长度内磨粒数； 跳动和径向跳动是磨削玻璃时机器方面因素的最明显 D：砂轮直径，mm； 体现。据研究，采用砂轮在线液体实时平衡装置使磨 ． 厂r：砂轮径向进给量，mm； 削表面波纹度降低60％以上。 可见，提高玻璃直线 ：工件速度，m／min； 斜边机的材料和制造工艺的精度，确保金刚石砂轮磨 ：砂轮线速度，m／rain； 头的平衡和稳定能力是玻璃斜边磨削的重要保证。 ，J ：工件直径(平面磨削时，D =oc，1／Dw= 中玻网 第6期 贺献宝等：金刚石砂轮磨削直线斜边玻璃时要素的分析 7l 0) 显微硬度高的玻璃，虽然凹陷层深度和裂纹层深度均 斜边玻璃磨削为平面磨削，故 ：工件速度 =玻 比较小，不易碎裂；但硬度大的玻璃，单位时间内的磨 璃移动速度 ：砂轮径向进给量 =砂轮进给量；每个 除量就少得多。表3为几种玻璃的维氏硬度对照表。 磨粒的平均磨削厚度： 表3 几种玻璃的维氏硬度对照表。 h。 面U w (1／D) (2) 根据郑州磨料磨具磨削研究所科研人员提供的资 2．4 工艺参数 料，某厂生产的35／40金刚石磨料，1克拉有795粒； 2．4．1 玻璃的移动速度 50／60金刚石磨料，1克拉有4025粒。 当把数据代人 从式(2)中可看出，玻璃移动速度V 增加，每个磨 公式(2)中(取 ，=3 m／min， =22 m／min,fr=0．3 mm，D=150 mm)，可得出在浓度100情况下，35／40和 粒的平均磨削厚度增加，磨削后玻璃斜边表面粗糙度 50／60金刚石磨料的平均磨削厚度为0．00458 mm和 数值会增大，会提高效率。但磨削温度也会上升，会造 成局部过热、热应力不均导致潜在的裂纹延长、俗称 0．00089 mm。可见粒度不同时，细粒度的每个金刚石 磨粒的平均磨削厚度数值小。因而所达到的表面粗糙 “烧炸”玻璃现象或由于表面粗糙度值增大出现斜边 “抛不光、发白”的不合格产品。具体要视机器、玻璃、 度数值也小。 生产实际中，金刚石砂轮磨削直线斜边玻璃时，砂 砂轮的情况全面考虑，选择正真适合的玻璃移动速度。一 轮线速度 和砂轮直径D为定量，玻璃移动速度 ，和 般情况下，玻璃的移动速度为0．7～3 m／min，玻璃的 砂轮径向进给量．厂r可调整。当金刚石砂轮的粒度和浓 斜面角度为3。～45。。某厂的S7--200PLC实现的智 能玻璃磨边机的玻璃移动速度最高为5 m／min。l9 意 度不同时，每个金刚石磨粒的平均磨削厚度有很多变 量。当知道每个砂轮的金刚石磨粒的平均磨削厚度时， 大利产的玻璃直线斜边机可使玻璃的移动速度最高达 到 10 m／min。[1o] 对每个磨削工序后玻璃的表面粗糙度就有一个大致的 了解。对此进行深入的研究，对于合理的配置金刚石砂 2．4．2 砂轮进给量 轮的粒度和浓度、充分的发挥金刚石的性能、提高效率、 从式(2)中可看出，砂轮进给量． 增加，每个磨粒 节省能源大有好处。 的平均磨削厚度增加并不明显，对磨削后玻璃斜边表 2．2．3 金刚石的浓度 面粗糙度数值影响不大。增加砂轮径向进给量． ，还 金刚石的浓度太低或太高都不好。浓度适中时，相 能够更好的降低磨削温度。这是因为． 增加，产生的玻璃碎 对来讲，每个金刚石颗粒将充分的发挥其磨削性能。 J 屑增多，传散到玻璃碎削的磨削热相应增加，传散到玻 磨削时，第一个金刚石砂轮承担几乎占斜边三分之二 璃表面的磨削热相对减少，因而能降低磨削温度。砂 面积的粗磨任务，浓度的选择是重要的，一般为100～ 轮进给量 (俗称吃刀)小时，所要求的3。～45。的斜边 150。从第二个金刚石砂轮开始，磨削后玻璃的表面粗 角度磨不出来。但吃刀大时，切削力大会使玻璃破碎 糙度数值应越来越小，金刚石磨粒的平均磨削厚度也 或使磨头电机停转 ，金刚石砂轮分体。磨削玻璃斜 应越来越小；同时，粒度细的金刚石的每克拉的颗粒数 边时，玻璃的厚度特别大程度上影响砂轮的进给量。 多于粒度粗的金刚石。因此，浓度的选择应考虑单个金 2．4．3 砂轮线速度 刚石磨粒的平均磨削厚度因素。 金刚石砂轮固定在磨头(磨盘)上，磨头与电机是 2．3 玻璃本身 同轴安装。电机的转速和砂轮的直径决定了砂轮的线 玻璃的本征强度很高，可达10～14 GPa，但玻璃 速度。国外典型的金刚石磨边的磨削线 MPa以下，比本征强度要低几个数 m／s。 12j国内金刚石磨边的磨削线速度受电机转速决 量级，而实际强度中，抗拉强度也只有抗压强度的1／8 定，一般有两个区间，7．5～11 m／s或15～22 m／s。从 ～ 1／10，这是由于实际玻璃中存在很多微观和宏观缺 式(2)中可看出，砂轮线速度 增大时，每个磨粒的平 陷，如裂纹、气泡、不规则分布的热应力，特别玻璃表面 均磨削厚度将减少。 的微裂纹，使玻璃的实际强度和硬度大为降低。 少数 2．4．4 冷却液 公司制作的“非标产品”玻璃，在磨削斜边时，最容易

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